光分組交換技術

光分組交換（ops）技術，它以光分組作為最小的交換顆粒，數據包的格式為固定長度的光分組頭、凈荷和保護時間三部分。在交換系統的輸入介面完成光分組讀取和同步功能，同時用光纖分束器將一小部分光功率分出送入控制單元，用於完成如光分組頭識別、恢復和凈荷定位等功能。光交換矩陣為經過同步的光分組選擇路由，並解決輸出埠競爭。最後輸出介面通過輸出同步和再生模塊，降低光分組的相位抖動，同時完成光分組頭的重寫和光分組再生。

OPS的交換過程有兩種主要形式，其一是同步的、用時隙的、分組長度是固定的。其二是非同步的、不用時隙的、分組長度是可變的。目前的研究幾乎集中於固定長度的光分組，所涉及的光器件除了光插分復用器(OADM)和OXC外，還有光的微電機系統(MEMS)，它們都將採用新材料和新工藝，比以前大有改進。

OPS的核心節點的結構包括復用/去復用器、輸入和輸出介面以及內部的緩衝器和控制器，如圖1所示。輸入介面完成的功能有：(1) 對輸入的數據信號整形、定時和再生，藉以形成完善質量的信號以便進行後續的處理和交換.(2) 檢測信號的漂移和抖動.(3) 使每一分組的開頭和末尾、信頭和有效負載都安排適當.(4) 使分組獲取同步並與交換的時隙對準.(5) 將信頭分出，並傳送給控制器，由它進行處理.(6) 將外部WDM傳輸波長轉換為內部交換機盤使用的波長。

交換機盤的控制部分要處理信頭信息，併發出必要的指示，以便交換機盤按照辦理。為此，它要參考在每一節點中保持的轉發表，其內容藉助網路管理系統(NMS)不斷更新。控制器還要進行信頭更新(或標籤交換)，並將新的信頭傳給輸出介面，新的信頭指出分組前進路程的下一節點。目前這些控制功能都是電子器件操作的。交換機盤就是按照控制部分的指示，對信息有效負載進行交換操作。

圖1 OPS節點結構模型

有：(1) 對輸出信號整形、定時和再生，以克服由交換機盤引起的串擾和損傷，恢複信號的質量.(2) 給信息有效負載加上新的信頭.(3) 分組的描繪和再同步.(4) 按需要將內部波長轉換為外部用的波長.(5) 由於信號在交換機盤內路程不同、插損不同，因而信號功率也不同，需要均衡輸出功率。

最近歐洲的研究方案對未來同步OPS提出了每一交換時隙的光分組格式。它包含信頭、保護帶、有效負載和保護帶。其中保護帶是用以對付定時的不定性。信頭包含這樣的幾部分：(1) 同步比特；(2) 信源標記，表示入口邊緣的節點地址；(3) 目的地標記，表示出口邊緣的節點地址；(4) 分組形式，表示業務性質和優先次序；(5) 分組序列號碼，以辨別分組有沒有按規定序列到達；(6) 運行、管理和維護；(7) 信頭糾錯碼。

圖2 分組交換的幀格式

從長遠來看，全光的分組交換OPS是光交換的發展方向。OPS是一種不面向連接的交換方式，採用單向預約機制，在進行數據傳輸前不需要建立路由、分配資源。分組凈荷緊跟分組頭在相同光路中傳輸，網路節點需要緩存凈荷，等待帶分組目的地的分組頭的處理，以確定路由。相比OCS，OPS有著很高的資源利用率，和很強的適應突發數據的能力。但是也存在著兩個近期內難以克服的障礙：一是光緩存器技術還不成熟；二是在OPS交換節點處，多個輸入分組的精確同步難以實現。因此光分組交換難於在短時間內實現。